Đồ án Vi xử lý: Đo và điều khiển tốc độ động cơ dùng 8051

Đồ án I:đo lường và điều khiển tốc độ động cơ 2012 ĐỒ ÁN VI XỬ LÝ “ ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DÙNG 8051” GVHD:Đào Đức Thịnh Sinh viên thực hiện: Trương Văn Trọng Phan Công Toán Lời nói đầu Trong những năm gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học – kĩ thuật.Đặc biệt của ngành công nghiệp chế tạo các linh kiện bán dẫn,các các vi mạch tích hợp IC một hướng phát triển mới của Vi xử lý đã hình thành đó là Vi Điều Khiển.Với những ưu điểm to lớn về tốc độ,độ chính xác cao,khả năng sử lý các bìa toán,tính linh hoạt nên các Vi Điều khiển đã được ứng dụng trên hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống. Bằng cách áp dụng Vi Điều Khiển trong sản xuất và xử lý,Vi Điều Khiển đã thực sự thể hiện được các ưu điểm của mình so với các thiết bị thông thường khác. Vì những ứng dụng to lớn của Vi điều khiển,do đó mà ở các trường Đại Học,Cao Đẳng,TCCN…. Về khoa học – công nghệ .Môn vi xử lý đã trở thành một môn học không thể thiếu được trong trương trình đào tạo.vi điều khiển 8051 sẽ cung cấp cho sinh viên những khái nhiện cơ bản cách thức hoạt động của Vi xử lý qua đó sinh viên có tư duy ,kiến thức nền tảng,để có thể giải quyết các bài toán ứng dụng thực tế trong cuộc sống,cũng như là cơ sở để học tập nghiên cứu các dòng Vi xử lý khác như :PIC,AVR…. Qua đồ án này chúng em có cái nhìn thực tế hơn,sâu sắc hơn về vi điều khiển.chúng em cũng đã hiểu thêm nhiều về cách thức xử lý một bài toán thực tế phức tạp. GVHD:Đào Đức Thịnh 1 Đồ án I:đo lường và điều khiển tốc độ động cơ 2012 Với sự hường đẫn tận tình của thầy:Đào Đức Thịnh chúng em hi vọng chúng em có thể hoàn thành tốt đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy! CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG I.1.khảo sát hệ thống. Hiện nay trong rất nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất các loại động cơ điện ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn so với những loại động cơ sử dụng năng lượng như xăng, dầu, khí đốt…..Những loại động cơ điện này có những ưu điểm hơn hẳn về hiệu suất sử dụng, cấu tạo nhỏ gọn, giá thành hợp lý, dễ dàng điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, cưỡng bức các quá trình khởi động, quá trình hãm dừng dễ dàng.Trong thực tế có rất nhiều loại động cơ điện được sử dụng bao gồm: +Động cơ điện cơ điện 3 pha được chia làm các loại cơ bản là: Động cơ điện 3 pha dây quấn và 3 pha roto lồng sóc, động cơ điện 1 pha. +Động cơ điện 1 chiều bao gồm các loại như: kích từ song song và loại kích từ nối tiếp. Thông thường với những động cơ thường xuyên đòi hỏi đảo chiều,tăng, giảm, hãm dừng thì thương sử dụng động cơ điện 1 chiều là chủ yếu, vì sẽ dễ dàng điều khiển hơn so với đông cơ xoay chiều. Để tiến hành điều khiển động cơ 1 chiều, có rất nhiều biện pháp được ứng dụng như là: thay đổi điện áp phần ứng, thay đổi từ thông, hoặc sử dụng điện trở phụ mắc thêm vào phần ứng của động cơ. Để làm được điều đó, chúng ta cần đi xây dựng những hệ thống điều khiển, có rất nhiều hệ thống được ứng dụng như là: các hệ thống điều khiển PID, điều khiển động cơ bằng Vi điều khiển, hay có thể điều khiển bằng cách sử dụng các loại khí cụ điện. Trong đề tài này chúng em sẽ tiến hành nghiên cứu các quá trình điều khiểu động cơ bằng phương pháp sử dụng Vi điều khiển họ 8051. I.2.Nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thuật. GVHD:Đào Đức Thịnh 2 Đồ án I:đo lường và điều khiển tốc độ động cơ 2012 * Thiết kế một mạch điện điều khiển động cơ DC 12 v.với các yêu cầu quoay thuận ,quoay nghịch, tăng tốc,giảm tốc,vad đảo chiều quoay động cơ. * Thực hiển thao tác điều chỉnh các chức năng trên thông qua các nút ấn bao gồm :nút khởi động động cơ,nút điều khiển quay thuận, nút điều khiển quay ngược, nút tăng tốc, nút giảm tốc, và nút dừng động cơ, thông qua các nút ấn này cho phép ta có thể điều chỉnh động cơ làm việc ở 1 tốc độ như mong muốn. * Hệ thống cho phép hiện thị tốc độ làm việc có thể sử dụng LCD hoặc LED 7 thanh, đồng thời có các led đơn thông báo trạng thái quay thuận, quay ngược, dừng còn giá trị tốc độ động cơ được hiển thị chi tiết là bao nhiêu trên LED 7 đoạn. * Thông qua đề tài, làm quen với cách thức, nguyên lý điều khiển đối tượng động cơ 1 chiều. * Tìm hiểu thực tế các linh kiện, các loại IC, hoạt động của các loại cảm biến…. * Viết chương trình cho vi điều khiển thực hiện thành công theo yêu cầu đề ra. * Tìm hiểu các hướng phát triển của đề tài, nâng cao chất lượng của hệ thống. * chi phí cho hệ thống không quá cao,phù hợp với yêu cầu kinh tế. Mạch sử dụng các linh kiện sau: ­ Vi điều khiển :AT89c52. ­ Bộ cảm biến quang học:encoder (đã được gắn trực tiếp trên động cơ DC) ­ Động cơ điện một chiều: 12v ­ Led 7seg. ­ Nút nhấn. ­ Led đơn. ­ LM7805. ­ Mạch cầu H: L298. GVHD:Đào Đức Thịnh 3 Đồ án I:đo lường và điều khiển tốc độ động cơ 2012 ­ Ngoài ra còn các phần tử điện khác như:tụ hóa,tụ phân cực,điện trở… CHƯƠNG II:SƠ ĐỒ KHỐI II.1.sơ đồ khối của mạch Xung điện GVHD:Đào Đức Thịnh 4 Đồ án I:đo lường và điều khiển tốc độ động cơ 2012 Sơ đồ khối của mạch. II.2.nhiệm vụ ­ chức năng của từng khối. Động cơ:động cơ điện được sử dụng trong mạch là động cơ điện một chiều có điện áp đặt vào tối đa 24V.Trên trục động cơ có gắn một đĩa tròn có khoét các lỗ tròn để cho ánh sáng từ led phát quang có thể đi qua tới con mắt thu quang để có thể đo được tốc độ động cơ.ở đây chúng ta dùng động cơ DC 12V. Encoder :dùng để đo số vòng quay của động cơ và phát hiện chiều quoay của động cơ.encoder nó sẽ đo tốc độ động cơ thông qua sự liên lạc, mất liên lạc của led phát quang và bộ phận thu quang rồi chuyển thành các xung điện áp vuông gửi tới chân ngắt của Vi Xử Lý. Vi Xử Lý:nhận các tín hiệu từ encoder thông qua cơ chế ngắt từ đó căn cứ vào số xung do đó nó sẽ tính toán xử lý để: ­ Đưa ra tốc độ động cơ hiển thị lên led 7 thanh. ­ Điều chế độ rộng xung PWM để điều khiển tốc độ động cơ cho phù hợp với yêu cầu. Khối vi xử lý là trái tim là khối óc của hệ thống là phần quan trọng nhất điều khiển mọi hoạt động của mạch. Khối điều khiển:điều khiển hướng của động cơ điện một chiều.trong bài toán này chúng em xử dụng mạch cầu H để điều khiển hướng của động cơ. Khối hiển thị:nhận số liệu về tốc độ động cơ từ vi xử lý rồi hiển thị lên các led 7 thanh theo sự điều khiển của Vi điều khiển. Khối nguồn ổn áp 5V:có chức năng cung cấp điện áp ổn định cho các khối trong mạch.Cụ thể trong mạch ta sử dụng hai nguồn riêng biệt: GVHD:Đào Đức Thịnh 5 ... - tailieumienphi.vn